Question

如图，用一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧秤水平拉着质量m=1kg的物体向右做匀速直线运动，此时弹簧秤示数F=2N．
（1）画出此时的受力分析图，并求弹簧秤的形变量x₁和物体与地面间的动摩擦系数μ．
（2）如果弹簧秤突然变为竖直向上拉物体，使物体继续维持原来的匀速直线运动，则此时的弹簧秤形变量x₂为多少？物体与地面间的动摩擦系数又为多少？

Answer 1

（1）物体在竖直方向受重力和支持力作用，大小均为G=mg=1kg×10N/kg=10N，水平方向受到的拉力F和摩擦力f是平衡力，大小相等，方向相反如图所示：
根据胡克定律得：
F=kx₁，
解得：x1=

2

100

=0.02m，
f=F=μmg
解得：μ=

2

10

=0.2
（2）如果弹簧秤突然变为竖直向上拉物体，使物体继续维持原来的匀速直线运动，则竖直方向弹力等于重力，水平方向不受力，即：
F₂=mg=10N
则有：x2=

F2

k

=

10

100

=0.1m
物体与地面间的动摩擦系数不变，仍为0.2．
答：（1）受力分析图如图所示，弹簧秤的形变量x₁为0.02m，物体与地面间的动摩擦系数μ为0.2．
（2）此时的弹簧秤形变量x₂为0.1m，物体与地面间的动摩擦系数为0.2．